一種具有大雙折射率的向列相液晶材料及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布一種具有大雙折射率的向列相液晶材料，由聯(lián)苯氰化合物A、聯(lián)苯炔類化合物B、酯類化合物C、化合物D、化合物F、化合物E和化合物G分別按質(zhì)量百分比為43％～63％、5％～10％、1％～5％、4％～8％、4％～11％、2％～6％和10％～30％混合而成。利用七大類化合物不同的性能進(jìn)行混配，達(dá)到液晶材料的各項(xiàng)性能最優(yōu)，具有大的雙折射率值、低的粘度、較大的介電各向異性以及較寬的使用溫度范圍。將該材料應(yīng)用于制備PDLC薄膜，可提高PDLC薄膜的關(guān)態(tài)散射強(qiáng)度和電場響應(yīng)速度，降低PDLC薄膜的驅(qū)動(dòng)電壓和拓寬使用溫度范圍，從而使PDLC薄膜更節(jié)能。
【專利說明】一種具有大雙折射率的向列相液晶材料及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液晶材料技術(shù)，尤其涉及一種具有大雙折射率的向列相液晶材料，該材料適用于作為制備聚合物分散液晶薄膜的材料。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快和全面建設(shè)小康社會(huì)戰(zhàn)略的實(shí)施，人們對工作和生活設(shè)施、交通工具的要求也越來越高，更加人性和個(gè)性化，更加追求以人為本，以適應(yīng)人類生活、勞動(dòng)和美觀的需求。現(xiàn)有的玻璃深加工技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的多種需求。開發(fā)多功能、具有高度可控化玻璃產(chǎn)品是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然需求。
[0003]聚合物分散液晶(PDLC)薄膜是將具有雙折射性質(zhì)的向列相液晶微滴均勻分散于連續(xù)的聚合物基體中形成復(fù)合材料。當(dāng)未對I3DLC膜施加電場時(shí)，液晶微滴的指向矢隨機(jī)分布，此時(shí)光線在液晶微滴內(nèi)發(fā)生多次反射和折射，薄膜強(qiáng)烈光散射狀態(tài)。當(dāng)對薄膜施加足夠強(qiáng)的電場時(shí)，液晶微滴的指向矢沿電場方向排列，如果液晶分子的長軸的折射率與聚合物的折射率匹配，光線可直接透過薄膜，薄膜呈透明狀態(tài)。
[0004]PDLC薄膜制備中最為重要的環(huán)節(jié)是如何保證TOLC薄膜具有優(yōu)良的電光性能和良好的穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)外對TOLC薄膜的研究主要著眼于降低TOLC薄膜的驅(qū)動(dòng)電壓，縮短PDLC薄膜的響應(yīng)時(shí)間，提高其對比度以及穩(wěn)定性。PDLC薄膜用向列相液晶材料作為的TOLC薄膜作為I3DLC薄膜的電場驅(qū)動(dòng)組成成分，它的物理化學(xué)性能直接決定了 TOLC薄膜電光性能的好壞，例如:具有較大雙折射率的液晶材料可以使薄膜具有較強(qiáng)的光散射狀態(tài)，具有較低粘度液晶可以使薄膜具有較快的電場響應(yīng)速度，具有較大的介電各向異性可以使薄膜具有較低的驅(qū)動(dòng)電壓，較寬液晶溫度區(qū)間可以使薄膜的具有較寬的使用溫度范圍等。roLC膜在制備過程中，需要光聚合單體間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)、形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與液晶發(fā)生微相分離。當(dāng)使用特定光聚合單體時(shí)，液晶的粘度和分子結(jié)構(gòu)決定高分子網(wǎng)路的微光架構(gòu)，從而也很大程度上決定了薄膜的電光性能。但目前市場上還沒有專門針對roLC薄膜制備開發(fā)的向列相液晶材料，利用市場現(xiàn)有的商業(yè)液晶制備roLC薄膜，并不能同時(shí)滿足roLC薄膜不同電光性能指標(biāo)的需求，因此，開發(fā)一種roLC薄膜用液晶材料至關(guān)重要。
[0005]利用roLC薄膜可以制備成電控調(diào)光玻璃產(chǎn)品。該產(chǎn)品可以充分有效地利用太陽能，需要時(shí)能夠采集到、不需要時(shí)能夠屏蔽掉太陽光的輻射能。富士 XEROX公司的研究證明，在處于屏蔽太陽光輻射能狀態(tài)時(shí)，可以屏蔽掉97%的太陽光的輻射能，屏蔽太陽紅外光輻射能的效果比低輻射Low-E玻璃等節(jié)能玻璃平均高出40%以上。同時(shí)這種玻璃可以安裝在飛機(jī)、船舶、醫(yī)院、商場櫥窗、會(huì)議室、淋浴間、衛(wèi)生間等有多種需求狀態(tài)的部位。其迅速實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，節(jié)省了幕簾的安裝，也可以把顯示器與窗戶玻璃一體化，實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)下的不同需求，極大豐富了建筑設(shè)計(jì)的想象空間，成為一種新型的、具有多種功能性、集節(jié)能和環(huán)保于一身的新型玻璃制品。國外建筑物已經(jīng)廣泛使用電控調(diào)光玻璃，最近新型的馬自達(dá)、三菱越野車、奧迪車的車頂都使用了這種電控調(diào)光玻璃，乘車人可以根據(jù)需要控制車頂部分或全部是否透明。同時(shí)研究還證明這種智能玻璃因?yàn)榫哂卸鄬咏Y(jié)構(gòu)，也具有非常好的隔音和安全性能。
[0006]同時(shí)，非常只得一提的是，利用TOLC膜所制備的液晶顯示屏不需要偏振片，基板內(nèi)表面不需要取向處理，兩基板間的間隔不需要嚴(yán)格限制，因此具有超薄輕量、高亮度、寬視角、可彎曲、易于大面積化的優(yōu)點(diǎn)，在液晶電視、便攜式電腦顯示屏、手機(jī)顯示屏、大面積顯示廣告板、可穿戴液晶顯示屏等方面具有廣泛的用途。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種大雙折射率的向列相液晶材料，主要用于制備聚合物分散液晶(PDLC)薄膜。本發(fā)明提供的向列相液晶具有大雙折射率值、低的粘度、較大的介電各向異性以及較寬的使用溫度范圍，將其應(yīng)用于制備TOLC薄膜，有利于提高I3DLC薄膜的關(guān)態(tài)散射強(qiáng)度和電場響應(yīng)速度，降低TOLC薄膜的驅(qū)動(dòng)電壓和拓寬使用溫度范圍，從而使I3DLC薄膜更節(jié)能，更能滿足建筑節(jié)能的需求。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種具有大雙折率的向列相液晶材料，其由43%~63%質(zhì)量百分比的聯(lián)苯氰化合物A、5%~10%質(zhì)量百分比的聯(lián)苯炔類化合物B、l%~5%質(zhì)量百分比的酯類化合物C、4%~8%質(zhì)量百分比的化合物D、2%~10%質(zhì)量百分比的化合物E、4%~11%質(zhì)量百分比的化合物F和10%~30%質(zhì)量百分比的單苯環(huán)或單環(huán)乙基化合物G按總量100.0%混合組成；其中，A~G組分的分子結(jié)構(gòu)式為:

【權(quán)利要求】
1.一種具有大雙折率的向列相液晶材料，其特征在于，由43%~63%質(zhì)量百分比的聯(lián)苯氰化合物A、5%~10%質(zhì)量百分比的聯(lián)苯炔類化合物B、l%~5%質(zhì)量百分比的酯類化合物C、4%~8%質(zhì)量百分比的化合物D、2%~10%質(zhì)量百分比的化合物E、4%~11%質(zhì)量百分比的化合物F和10%~30%質(zhì)量百分比的單苯環(huán)或單環(huán)乙基化合物G按總量100.0%混合組成；所述A~G組分的分子結(jié)構(gòu)式為: A組分:
β 組分: c組分， D組分: E 組分: F 組刀.G組分:為單苯環(huán)或單環(huán)己基化合物
所述A~G組分的分子結(jié)構(gòu)式中，R1~R14分別為直鏈烷基-CnH2n+1或直鏈烷氧基-OCnH2lri中的一個(gè)，其中η為I~8的整數(shù)A1~X6分別為-H、-F和-CN中的一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向列相液晶材料，其特征在于，所述組分A是分子結(jié)構(gòu)式為A-1~A-8中的一種化合物或多種化合物以任意比例混合而成的混合物:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向列相液晶材料，其特征在于，所述組分B是分子結(jié)構(gòu)式為B-1~B-3中的一種化合物或多種化合物以任意比例混合而成的混合物:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向列相液晶材料，其特征在于，所述組分C是分子結(jié)構(gòu)式為C-1~C-3中的一種化合物或多種化合物以任意比例混合而成的混合物:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向列相液晶材料，其特征在于，所述組分D是分子結(jié)構(gòu)式為D-1~D-4中的一種化合物或多種化合物以任意比例混合而成的混合物:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向列相液晶材料，其特征在于，所述組分E是分子結(jié)構(gòu)式為E-1~E-4中的一種化合物或多種化合物以任意比例混合而成的混合物:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向列相液晶材料，其特征在于，所述組分F是分子結(jié)構(gòu)式為F-1~F-6中的一種化合物或多種化合物以任意比例混合而成的混合物:
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向列相液晶材料，其特征在于:所述組分G是分子結(jié)構(gòu)式為G-1~G-7中的一種化合物或多種化合物以任意比例混合而成的混合物:
9.權(quán)利要求1~8任一所述向列相液晶材料用于制備聚合物分散液晶薄膜的用途。
10.一種制備聚合物分散液晶薄膜的方法，將權(quán)利要求1~8任一所述向列相液晶材料與紫外光可聚合單體混合形成各向同性混合物；再加入光引發(fā)劑和玻璃微珠進(jìn)行混合形成混合均勻的液體，經(jīng)涂覆于鍍有導(dǎo)電膜的薄膜中間，壓勻形成薄膜后進(jìn)行輻照，得到TOLC薄膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述制備聚合物分散液晶薄膜的方法，其特征在于，所述紫外光可聚合單體由甲基丙烯酸β-羥丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、聚乙二醇二丙烯酸酯和乙氧基化雙酚二甲基丙烯酸酯混合均勻得到。
12.—種聚合物分散液晶薄膜，所述聚合物分散液晶薄膜的材料包括各向同性混合物、光引發(fā)劑和玻璃微珠，其特征在于，所述各向同性混合物由紫外光可聚合單體與權(quán)利要求1~8任一所述向列相液晶材料混合而成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述聚合物分散液晶薄膜，其特征在于，所述紫外光可聚合單體包括甲基丙烯酸β-羥丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、聚乙二醇二丙烯酸酯和乙氧基化雙酚二甲基丙烯酸酯。
【文檔編號(hào)】C08F222/20GK104178180SQ201410342674
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】楊槐, 宋平, 張?zhí)m英, 高延子, 王慧慧 申請人:北京大學(xué)